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水性工業涂料本質特性

水的基本特性

不燃，無毒，無污染  經濟性，資源可持續  0℃結冰、100℃沸騰  極性強，溶解和分散離子物質  溶解少量氧氣和其他氣體  中性、酸性或堿性環境多功能性  高化學反應性，水解和腐蝕  生物必需性。

水的本質

兩種元素，三個原子；四個雜化軌道來自于氧2s,2px, 2py和2pz原子軌道，從氧核向外指向四面體的角；不對稱的電荷分布，成為極性分子（α=114°29′，β= 104° 27′）；分子間氫鍵，氫核與鄰近水分子的孤對負電荷相互作用，產生一個能量約為分子O- H鍵十分之一的氫鍵。

水溶液結構

液態水是一種高度組織化的物質涂料在線coatingol.com。液態水中分子的詳細排列是不確定的?；诹切蔚谋Y構，每個水分子都與四個相鄰的水分子相連接。由冰的結構衍生而來，一些額外的分子占據間隙空間與氫鍵網絡中的分子交換，水分子的相鄰分子平均數量從冰的4個增加到液體冰點的4.4個。水密度比冰大。水具有已知最高的介電常數之一，在25°C時為78。介質介電常數越高，分離相反電荷所需的能量越低，使水成為離子物質的有效溶劑的因素之一。

有機樹脂水性化原理

水性化技術原理：聚合物分子被親水性物質包覆/化學接枝親水性基團，（或中和后）可用水稀釋。

外乳化：在水相加入乳化劑（離子型or非離子型）形成膠束，通過乳液聚合而成乳膠；或加入親水性物質，通過相反轉乳化而得。通常稱為乳液。

自乳化：在聚合物分子上接枝親水性基團（-COOH,-CH2-CH2-O-,-NH2等），（或中和后）可用水稀釋。通常稱為分散體。

水性樹脂宏觀形態

宏觀形態（乳狀液、微透明分散液、透明溶液）

大多數水溶性樹脂，不是真正溶于水（除聚乙烯醇、纖維素、聚丙烯酸），而是在有機溶劑的胺鹽溶液經水稀釋后，形成相對穩定的聚合物膠體分散溶液。

水性樹脂微觀形態

非均相體系：乳膠粒子、聚合物聚集體微粒

游離親水性物質、中和劑、助溶劑等

水性樹脂稀釋粘度變化—水性分散體、水性樹脂

水性樹脂稀釋過程存在粘度峰

水性分散體不存在粘度峰，相比于樹脂溶液，粘度變化大

水性樹脂稀釋粘度變化—水性樹脂

水性樹脂粘度還與分子量、助溶劑極性和量有關。

水性樹脂中溶劑的分布

溶劑不均勻分布于水相和聚合物相；影響體系粘度、微粒聚集成膜、水分揮發和穩定

水性工業涂料干燥過程

水與有機溶劑揮發強的相互作用偏離拉烏爾定律相對濕度影響水分揮發，對溶劑影響小會有共沸效應水的熱容和汽化熱異常大（沸點，醋酸丁酯（126℃）揮發比正丁醇（118℃）快）濕階段混合溶劑揮發速度受控于蒸氣壓、表面溫度、相對濕度、空氣速度、和表面積與體積比等因素影響。與漆膜厚度是一次方關系。干階段混合溶劑揮發速度決定于溶劑分子擴散速度。與漆膜厚度是二次方關系。

水性涂料涂膜致密性

成膜過程涉及微粒間和分子間擴散

非均相膜（相對于溶劑型涂料）

水性涂料涂膜結構及組成

非均相致密涂膜；存在不同物質的富集區；親水性物質/基團仍部分殘留在涂膜中。

閃銹概念和評價

 ISO12944-4 defines flash rusting as ‘slight rust formation on a preparedsteel  surface soon afterpreparation’ 譯：在處理好的鋼表面快速形成的輕微銹蝕

  ASTMD 610-85 （1989）評定涂漆鋼表面生銹程度的標準試驗方法

  涂料“閃銹”影響因素       水性聚合物類型（重要因素）   成膜過程中的相對濕度（非常重要的因素）           體系pH值（低重要性的因素）金屬類型（重要因素）金屬焊縫處（埋弧焊）＞鑄鐵>碳鋼

水性工業涂料應用經典范例—電泳涂裝

適應復雜形狀件全面涂裝、成膜均勻、膜薄高性能、自動化。